[发明专利]一种总线式直流电机及其控制方法

权利要求书

1.一种总线式直流电机，包括用于供电的电源模块(101)，其特征在于：所述电源模块(101)连接有主控模块(102)、编码器模块(103)、电机驱动模块(104)，所述主控模块(102)与所述电机驱动模块(104)连接用于控制电机，所述主控模块(102)与所述编码器模块(103)连接用于测量速度和位置，所述主控模块(102)连接有电压检测模块(105)进行电压检测，所述主控模块(102)连接有LED模块(106)用于显示各种灯效，所述主控模块(102)连接有总线接口(107)用于输入和传输电源和信号。

2.根据权利要求1所述的一种总线式直流电机，其特征在于：所述主控模块(102)采用型号为STM8S003的主控芯片，所述主控芯片的19脚被配置为半双工单总线模式，所述主控芯片的19脚连接有第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)远离所述主控芯片的一端连接有第一接口(P3)的1脚，所述第一接口(P3)的2脚连接有主电源VM，所述第一接口(P3)的3脚接地，所述第一接口(P3)的1脚、2脚、3脚对应连接有第二接口(P4)的1脚、2脚、3脚。

3.根据权利要求2所述的一种总线式直流电机，其特征在于：所述编码器模块(103)包括第一霍尔(P1)和第二霍尔(P2)，所述第一霍尔(P1)的3脚连接有第二电阻(R2)后接数字电源VCC，所述第一霍尔(P1)的3脚还连接于所述主控芯片的14脚，所述第二霍尔(P2)的3脚连接于所述主控芯片的13脚。

4.根据权利要求1所述的一种总线式直流电机，其特征在于：所述主控模块(102)与所述电机驱动模块(104)相连提供驱动信号，所述电机驱动模块(104)连接有直流电机的两极，所述电机驱动模块(104)根据不同的电机功率选择不同的驱动芯片。

5.根据权利要求1所述的一种总线式直流电机，其特征在于：所有电路模块放置在同一块PCB(2)中，所述PCB(2)是带有中心孔的圆形PCB，所述PCB(2)的外径与电机外径相同，安装有所述电机驱动模块(104)的一面与电机底部贴合，所述编码器模块(103)的两个霍尔传感器(4)正面呈90度夹角垂直于PCB安装，电机的后出轴套有圆形编码磁铁(9)，所述霍尔传感器(4)的一面紧挨所述圆形编码磁铁(9)的外表面。

6.一种总线直流电机的控制方法，其特征在于：包括步骤：

S1)初始化；

S2)静态运行参数读取；

S3)总线接收、解码、校验与应答；

S4)电机周期PWM波控制。

7.根据权利要求6所述的一种总线直流电机的控制方法，其特征在于：所述步骤S1)包括：

S11)看门狗初始化；

S12)FLASH初始化；

S13)定时器初始化；

S14)GPIO初始化；

S15)ADC初始化；

S16)串口初始化，配置为单线串口模式。

8.根据权利要求6所述的一种总线直流电机的控制方法，其特征在于：所述步骤S2)的静态运行参数存储于所述主控制器模块的EEPROM区域，按照事先设置的顺序写入参数表，包括电机的PID参数、最大速度、最大扭矩，将各运行参数从EEPROM区加载到RAM区用于电机控制。

9.根据权利要求6所述的一种总线直流电机的控制方法，其特征在于：所述步骤S3)采用串口接收中断的方式不断从总线上获取指令并解码，当匹配到本机ID或广播ID时，主控制器接收此条指令，接收到完整的一条指令后通过预定的校验规则进行校验，确认指令无误后根据命令进行电机操作并做出应答，应答的内容包括电机状态、电机参数表中的各项参数。

10.根据权利要求6所述的一种总线直流电机的控制方法，其特征在于：所述步骤S4)采用PID算法控制电机，输入变量为由所述编码器模块采集的正交编码参数，输出变量为控制所述电机驱动模块的PWM波占空比，控制周期由定时器设置，在一个控制周期内，接收由总线下达的指令，调整控制参数，改变PID算法控制中的速度目标值或位置目标值，实现电机的速度控制和位置控制。